MPLS の概要

MPLS を使用する理由

MPLS は、転送テーブルの代わりにラベルを使用することで、転送テーブルの使用を減らします。スイッチの転送テーブルのサイズはシリコンによって制限されており、宛先デバイスへの転送に正確なマッチングを使用することは、より洗練されたハードウェアを購入するよりも安価です。さらに、MPLS では、ネットワーク上のトラフィックのルーティングの場所と方法を制御できます。これをトラフィック エンジニアリングと呼んでいます。

他のスイッチング ソリューションの代わりに MPLS を使用する理由には、以下のものがあります。

• MPLS は、互換性のないさまざまな技術を接続できます。サービス プロバイダは---ネットワーク内の異なる自律システムを持つクライアントを接続する際に、この互換性の問題が発生します。さらに、MPLS には Fast Reroute と呼ばれる機能があり、パスに代替バックアップを提供するため、スイッチに障害が発生した場合にネットワークの低下を防ぐことができます。

• • GRE(汎用ルートカプセル化)や仮想拡張ローカルエリアネットワーク(VXLAN)などの他のIPベースのカプセル化は、トランスポートトンネル用とメタデータ用の1つの階層の2つのレベルのみをサポートします。仮想サーバーを使用すると、複数の階層レベルが必要になります。例えば、トップオブラック(ToR)には1つのラベル、サーバーを識別するエグレスポート用には1つのラベル、仮想サーバーには1つのラベルが必要です。

MPLS を使用しない理由

MPLS 対応ノードを自動検出するプロトコルはありません。MPLSプロトコルは、LSPのラベル値を交換するだけです。LSPは作成されません。

スイッチごとにMPLSメッシュを構築する必要がありますこの繰り返しのプロセスにスクリプトを使用することをお勧めします。

MPLS は、同じルートに対して複数の出口が存在する可能性がある BGP から、最適でないトポロジーを非表示にします。

大規模な LSP は、通過する回線によって制限されます。複数の並列 LSP を作成することで、この問題を回避できます。

MPLS の設定方法

MPLS 用に設定する必要のあるスイッチは 3 種類あります。

• ラベルエッジルーター/スイッチ(LER)またはMPLSネットワークへのイングレスノード。このスイッチはパケットをカプセル化します。

• ラベル スイッチング ルーター/スイッチ(LSR)。MPLS ネットワーク内の MPLS パケットを転送する 1 つ以上のスイッチ。

• エグレス ルーター/スイッチは、パケットが MPLS ネットワークを去る前に最後のラベルを削除する最後の MPLS デバイスです。

サービスプロバイダ(SP)は、ラベルスイッチングのみを行うバックボーンルーター/スイッチにプロバイダールーター(P)という用語を使用します。SP の顧客対応ルーターは、PE(プロバイダ エッジ ルーター)と呼ばれます。各顧客は PE と通信するためにカスタマー エッジ ルーター(CE)を必要とします。顧客対応ルーターは通常、パケットが CE に転送される前に IP アドレス、L3VPN、L2VPN/pseudowire、VPLS を終端できます。

• MPLS LER(イングレス)スイッチとエグレス スイッチを設定する
• MPLS の LSR を設定する

MPLS プロトコルの機能

MPLS(Multiprotocol Label Switching)は、インターネット技術タスクフォース(IETF)に指定されたフレームワークで、ネットワークを通過するトラフィックフローの指定、ルーティング、転送、スイッチングを提供します。さらに、MPLS:

• ハードウェア、マシン、アプリケーション間のフローなど、さまざまな粒度のトラフィック フローを管理するメカニズムを指定します。

• レイヤー 2 およびレイヤー 3 プロトコルとは独立しています。

• IP アドレスを、さまざまなパケット転送技術やパケット スイッチング技術で使用されるシンプルな固定長ラベルにマッピングする方法を提供します。

• リソース ReSerVation Protocol(RSVP)や Open Shortest PathFirst(OSPF)などの既存のルーティング プロトコルへのインターフェイス。

• IP、ATM、フレーム リレー レイヤー 2 プロトコルをサポートします。

• 以下の追加技術を使用します。

  • FRR: MPLS Fast Reroute は、事前に代替 LSP をマッピングすることで、障害発生時のコンバージェンスを改善します。

  • リンク保護/ネクストホップバックアップ: 考えられるリンク障害ごとにバイパスLSPが作成されます。

  • ノード保護/ネクストホップ バックアップ: 考えられるスイッチ(ノード)の障害ごとにバイパスLSPが作成されます。

  • VPLS: MPLS上でイーサネットマルチポイントスイッチングサービスを作成し、L2スイッチの機能をエミュレートします。

  • L3VPN: IP ベースの VPN を使用しているお客様は、個々の仮想ルーティング ドメインを取得します。

MPLS インターフェイスを他のプロトコルに適用する方法

MPLS で動作するプロトコルには、以下のものがあります。

• RSVP-TE: リソース予約プロトコル - トラフィック制御はLSPの帯域幅を確保します。

• LDP：ラベル配布プロトコルは、MPLSパケットの配信に使用されるデファクトプロトコルであり、通常、RSVP-TE内でトンネリングするように設定されています。

• Igp：内部ゲートウェイプロトコルは、ルーティングプロトコルです。エッジルーター(PEルーター)は、BGPを相互に実行して、外部(顧客)プレフィックスを交換します。エッジおよびコア(P)ルーターは、IGP(通常はOSPFまたはIS-IS)を実行して、BGPネクストホップへの最適なパスを見つけます。PルーターとPEルーターは、LDPを使用して既知のIPプレフィックス(BGPネクストホップを含む)のラベルを交換します。LDP は、ネットワーク コア全体でエンドツーエンド LSP を間接的に構築します。

• Bgp：境界ゲートウェイプロトコル(BGP)では、ポート179のトランスポートプロトコルとしてTCPを使用して接続を確立し、ポリシーベースのルーティングを実行できます。Junos OS ルーティング プロトコル ソフトウェアには、BGP バージョン 4 が含まれています。BGPを設定---MPLSとLDP/RSVPでインターフェイスを設定すると、ラベルとパケットを送信する機能が確立されます。BGP は、パケットが受信するルートを自動的に決定します。

• OSPF と ISIS: これらのプロトコルは、MPLS PE と CE 間のルーティングに使用されます。Open Shortest Path First(OSPF)は、おそらく大企業ネットワークで最も広く使用されている内部ゲートウェイプロトコル(IGP)です。IS-ISは、もう1つのリンクステート動的ルーティングプロトコルであり、大規模なサービスプロバイダネットワークでより一般的です。顧客に対して L3VPN を実行していると仮定すると、PE と CE の間の SP エッジで、プラットフォームがサポートする任意のプロトコルを VRF 対応インスタンスとして実行できます。

Cisco MPLS を使用したことがある場合、何を知る必要がありますか?

Cisco Networks とジュニパーネットワークスは、異なる MPLS 用語を使用しています。

MPLS のメリット

MPLS には、従来のパケット転送に比べて以下のメリットがあります。

• 異なるポートに到着するパケットには、異なるラベルを割り当てることができます。

• 特定の PE(プロバイダ エッジ)スイッチに到着するパケットには、異なる PE スイッチでネットワークに入る同じパケットとは異なるラベルを割り当てることができます。その結果、イングレス PE スイッチに依存する転送決定を簡単に行うことができます。

• パケットがネットワークを通過する際に通常の動的ルーティングアルゴリズムによって選択されたルートに従わせるのではなく、ネットワークに入る時点またはその前に明示的に選択された特定のルートをたどるようにパケットを強制することが望ましい場合があります。MPLSでは、ラベルを使用してルートを表し、パケットが明示的なルートのIDを伝送する必要はありません。

MPLS とトラフィック エンジニアリングのその他のメリット

MPLSは、Junos OSトラフィック制御アーキテクチャのパケット転送コンポーネントです。トラフィックエンジニアリングは、以下の機能を提供します。

• ネットワーク内の既知のボトルネックや輻輳ポイントを回避するプライマリ パスをルーティングします。

• プライマリパスが単一または複数の障害に直面した場合のトラフィックの再ルーティング方法を正確に制御します。

• ネットワークの特定のサブセットが過剰利用されず、潜在的な代替パスに沿った他のサブセットが過小利用されるようにすることで、利用可能な集約帯域幅と長距離ファイバーを効率的に使用できるようにします。

• 運用効率を最大限に高めます。

• パケットロスの最小化、長時間の輻輳の最小化、スループットの最大化により、ネットワークのトラフィック指向のパフォーマンス特性を強化します。

• マルチサービス インターネットのサポートに必要なネットワークのパフォーマンス特性(損失率、遅延変動、転送遅延など)を統計的に束縛して強化します。

サポートされている機能

このセクションの表は、QFX シリーズ、EX4600、EX4650 スイッチ、および導入された Junos OS リリースでサポートされている MPLS 機能を示しています。 表 1 は、QFX10000 スイッチの機能を示しています。 表 2 は、QFX3500、QFX5100、QFX5120、QFX5110、QFX5200、QFX5210 スイッチの機能を示しています。表 3 EX4600およびEX4650スイッチの機能を示しています。

QFX10000 スイッチの MPLS の制限

• エグレス PE(プロバイダ エッジ)スイッチとして導入されたスイッチ上で MPLS ファイアウォール フィルターを設定しても、効果はありません。

• revert-timer階層レベルで ステートメントを[edit protocols mpls]設定しても、効果はありません。

• これらのLDP機能は、QFX10000スイッチではサポートされていません。

  • LDP マルチポイント

  • LDP リンク保護

  • LDP双方向転送検出(BFD)

  • LDP運用管理および管理(OAM)

  • LDP マルチキャスト専用高速リルート(MoFRR)

• UNI 上の Pseudowire-over-aggregated Ethernet インターフェースはサポートされていません。

• MPLS-over-UDP トンネルは、以下ではサポートされていません。

  • MPLS TTL 伝送

  • トンネルの始点での IP フラグメント化

  • RSVP LSP ラベルの CoS 書き換えルールと優先度伝送(イングレス トンネルのみ)

  • プレーン IPv6

  • マルチキャスト トラフィック

  • トンネルの開始とエンドポイントのファイアウォール フィルター

  • CoS トンネル エンドポイント

  注:

  MPLS-over-UDP トンネルは、対応する RSVP-TE、LDP、または BGP-LU トンネルが宛先ルートで使用できない場合にのみ作成されます。

EX4600、EX4650、QFX5100、QFX5110、QFX5120、QFX5200、QFX5210 スイッチの MPLS 制限

• MPLS サポートはさまざまなスイッチで異なります。EX4600スイッチは基本的なMPLS機能のみをサポートしますが、QFX5100、QFX5110、QFX5120、QFX5200、QFX5210スイッチは、より高度な機能をサポートしています。詳細については、 QFXシリーズとEX4600スイッチのMPLS機能サポート を参照してください。

• QFX5100 スイッチでは、MPLS コア上の IRB(統合型ブリッジングおよびルーティング)インターフェイスの設定は、TCAM ルールを使用してスイッチに実装されます。これはスイッチのチップ制限の結果であり、制限された量の TCAM スペースしか許可しません。IRB には 1K TCAM スペースが割り当てられています。複数の IRB が存在する場合は、スイッチ上に十分な TCAM スペースがあることを確認します。TCAM スペースを確認するには、 Junos OS 12.2x50-D20 以降の QFX デバイスでの TCAM フィルター スペースの割り当てと検証を参照してください。

• (QFX5100、QFX5110、QFX5120、QFX5200、QFX5210、EX4600)flexible-ethernet-services インターフェイスでカプセル化が設定されておりvlan-bridge 、CE接続された論理インターフェイスでカプセル化が有効になっている場合、同じインターフェイスの異なる論理ユニットでVLAN CCCカプセル化も有効にすると、スイッチはパケットをドロップします。以下の組み合わせのうち 1 つだけを設定でき、両方を構成することはできません。

  または：

• 集合型イーサネット(AE)インターフェイス上のレイヤー2回線は、QFX5100、QFX5110、QFX5120、QFX5200、QFX5210スイッチではサポートされていません。

• レイヤー 2 回線ローカル スイッチングは、EX4600、EX4650、QFX5100 スイッチではサポートされていません。

• EX4600、QFX5100、QFX5110、QFX5120、QFX5200、QFX5210スイッチは、異なるルーティングインスタンスで設定されたループバックフィルターのVRF一致に依存しません。ルーティング インスタンス当たりのループバック フィルター(lo0.100、lo0.103、lo0.105 など)はサポートされないため、予期しない動作が発生する可能性があります。ループバックフィルター(lo0.0)のみをマスタールーティングインスタンスに適用することをお勧めします。

• EX4600およびEX4650スイッチでは、同じIPアドレスの条件を受け入れ、拒否の両方を持つループバックフィルターが設定されている場合、RSVPパケットに送信元IPまたは宛先IPのいずれかでIPアドレスがある場合、受け入れる条件の優先度が拒否条件よりも高い場合でも、これらのRSVPパケットは破棄されます。設計に従って、スイッチがIPオプション付きのRSVPパケットを受信した場合、パケットはCPUにコピーされ、元のパケットは破棄されます。RSVPパケットはドロップとしてマークされているため、受け入れ条件はこれらのパケットを処理せず、拒否条件はパケットをドロップします。

• リンク保護された高速再ルートレイヤー 2 回線では、トラフィックコンバージェンス遅延が 200~300 ミリ秒になる場合があります。

• QFXシリーズスイッチまたはBGPラベル付きルートのルートリフレクタとして導入されたEX4600スイッチ上で、BGPラベル付きユニキャストアドレスファミリー(階層レベルで [edit protocols bgp family inet] ステートメントを使用labeled-unicast)を設定すると、ルートリフレクタでパス選択が行われ、単一の最良のパスがアドバタイズされます。これにより、BGPマルチパス形式が失われます。

• 標準インターフェイスの高速再ルート(FRR)はサポートされていますが、FRR の include-all および include-any オプションはサポートされていません。高速再ルートの概要を参照してください。

• FRR は、MPLS over IRB インターフェイスではサポートされていません。

• MPLS ベースの CCC(回線クロスコネクト)はサポートされていません。回線ベースの疑似配線のみがサポートされています。

• L2 回線の UNI(ユーザーツーネットワーク インターフェイス)ポートでの LAG(リンク アグリゲーション グループ)の設定はサポートされていません。

• RSVP とディスカバリーの MTU シグナリングは、制御プレーンでサポートされています。ただし、これはデータ プレーンに適用できません。

• L2回線ベースの疑似配線では、複数の等コストRSVP LSPがL2回線ネイバーに到達するために利用可能な場合、1つのLSPがランダムに転送に使用されます。この機能を使用して、MPLS コアでトラフィックをロードシェアする特定の L2 回線トラフィックに LSP を指定します。

• エグレス PE(プロバイダ エッジ)スイッチとして導入されたスイッチ上で MPLS ファイアウォール フィルターを設定しても、効果はありません。

• の family mpls ファイアウォールフィルターとポリサーは、MPLSネットワークで純粋なラベルスイッチングルーター(LSR)として機能するQFX5100スイッチでのみサポートされています。純粋な LSR は、受信ラベルのインストラクションのみにパスを切り替えるトランジット ルーターです。の family mpls ファイアウォールフィルターとポリサーは、QFX5100イングレスおよびエグレスプロバイダーエッジ(PE)スイッチではサポートされていません。これには、PHP(最後から 2 次ホップ ポッピング)を実行するスイッチが含まれます。

• revert-timer階層レベルで ステートメントを[edit protocols mpls]設定しても、効果はありません。

• EX4600、EX4650、QFX5100、QFX5110、QFX5120、QFX5200、QFX5210 スイッチのハードウェアの制限事項は次のとおりです。

  • ラベル スワップが行われなかった場合、MPLS エッジ スイッチでは最大 3 つのラベルのプッシュがサポートされます。

  • ラベル スワップが完了した場合、MPLS エッジ スイッチでは最大 2 つのラベルのプッシュがサポートされます。

  • ライン レートでのポップは、最大 2 つのラベルでサポートされています。

  • グローバルラベルスペースはサポートされていますが、インターフェイス固有のラベルスペースはサポートされていません。

  • BOS=1 を持つ PHY ノード上の MPLS ECMP は、単一ラベルではサポートされていません。

  • Broadcom チップを搭載した QFX シリーズ スイッチは、S ビット(S-0 と S-1)が異なる同じラベルに対して別々のネクスト ホップをサポートしていません。これには、QFX3500、QFX3600、EX4600、QFX5100、QFX5200スイッチが含まれます。

  • EX4600、EX4650、QFX5100、QFX5110、QFX5120、QFX5200、QFX5210 スイッチでは、MPLS MTU コマンドが予期しない動作を引き起こす可能性があります。これは、このプラットフォームでの SDK チップセットの制限が原因です。

• これらのLDP機能は、EX4600、EX4650、QFX5100、QFX5110、QFX5120、QFX5200、およびQFX5210スイッチではサポートされていません。

  • LDP マルチポイント

  • LDP リンク保護

  • LDP双方向転送検出(BFD)

  • LDP運用管理および管理(OAM)

  • LDP マルチキャスト専用高速リルート(MoFRR)

• を持つfamily mplsencapsulation vlan-bridgeユニットと ユニットを同じ物理インターフェイスに設定することは、EX4600、EX4650、QFX5100、QFX5110、またはQFX5120ではサポートされていません。

QFX5100 バーチャル シャーシおよびバーチャル シャーシ ファブリック スイッチに関する MPLS の制限事項

以下の MPLS 機能は、QFX5100 VC および QFX5100 VCF スイッチではサポートされていません。

• ネクストホップ LSP

• BFDトリガーFRRを含むBFD

• BGP に基づく L2 VPN( RFC 6624 を参照)

• VPLS

• 拡張 VLAN CCC

• イーサネット OAM を使用した疑似回線保護

• 疑似ワイヤーのローカル スイッチング

• 0.000-1000-1000-1000-

• Broadcom チップセットを搭載した QFX シリーズ スイッチは、異なる S ビット(S-0 と S-1)を持つ同じラベルに対して別々のネクスト ホップをサポートしていません。これには、QFX3500、QFX3600、EX4600、QFX5100、QFX5200スイッチが含まれます。

QFX3500スイッチのMPLSの制限

• QFXシリーズスイッチまたはBGPラベル付きルートのルートリフレクタとして導入されたEX4600スイッチ上で、BGPラベル付きユニキャストアドレスファミリー(階層レベルで [edit protocols bgp family inet] ステートメントを使用labeled-unicast)を設定すると、ルートリフレクタでパス選択が行われ、単一の最良のパスがアドバタイズされます。これにより、BGPマルチパス情報が失われます。

• 高速リルートはサポートされていますが、 include-all 高速リルートの および include-any オプションはサポートされていません。詳細については、 高速再ルートの概要 を参照してください。

• MPLS ベースの CCC(回線クロスコネクト)はサポートされていません。回線ベースの疑似配線のみがサポートされています。

• RSVP とディスカバリーの MTU シグナリングは、制御プレーンでサポートされています。ただし、これはデータ プレーンに適用できません。

• レイヤー2(L2)回線ベースの疑似配線では、L2回線ネイバーに到達するために複数の等コストRSVPラベルスイッチパス(LSP)が利用可能な場合、1つのLSPがランダムに転送に使用されます。この機能を使用して、MPLS コアでトラフィックをロードシェアする特定の L2 回線トラフィックに LSP を指定します。

• エグレス PE(プロバイダ エッジ)スイッチとして導入されたスイッチ上で MPLS ファイアウォール フィルターを設定しても、効果はありません。

• revert-timer階層レベルで ステートメントを[edit protocols mpls]設定しても、効果はありません。